耿德新

（江蘇無線電廠有限公司，江蘇南京210022）

人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)及管理方法

耿德新

（江蘇無線電廠有限公司，江蘇南京210022）

探討一種人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)及管理方法，通過數(shù)據(jù)處理單元將圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)了對被監(jiān)測管理者目標(biāo)的智能化、動(dòng)態(tài)、精確識(shí)別、管理和預(yù)警。

人員智能監(jiān)測；數(shù)據(jù)處理；系統(tǒng)

引言

近年來，人員智能監(jiān)測管理設(shè)備主要利用人臉考勤設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，目前，市場上人臉考勤設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備依據(jù)的主要技術(shù)是利用多核服務(wù)器軟件，對人臉圖像、視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、存儲(chǔ)、讀取以及比對。

1 人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)及管理方法研究

隨著計(jì)算機(jī)芯片集成技術(shù)的發(fā)展，在多核處理器不斷普及的同時(shí)，眾核處理器也開始興起，從而為解決現(xiàn)實(shí)中的一些技術(shù)難題提供了有效的解決方案。多核處理器就是可以集成兩個(gè)或兩個(gè)以上最多不超過十個(gè)內(nèi)核的處理器；眾核處理器指芯片上有幾十到上萬個(gè)內(nèi)核的處理器，原則上沒有上限，目前一般指數(shù)百個(gè)內(nèi)核的處理器。

多核和眾核并行分析技術(shù)的發(fā)展，也使人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，具有傳統(tǒng)人臉考勤設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備無法替代的優(yōu)勢。本方法的人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)主要利用PC機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)平板電腦對攝像頭抓拍的多目標(biāo)人員人臉圖像、視頻數(shù)據(jù)，通過通信軟件系統(tǒng)進(jìn)行處理，并上傳到多核和眾核并行服務(wù)器，通過以神經(jīng)元算法為核心的軟件進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和分析處理，獲取被監(jiān)測管理者人臉圖像、視頻和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，并利用移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)和通信軟件將圖像、視頻和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)即時(shí)上傳到移動(dòng)終端，為移動(dòng)客戶端提供決策依據(jù)和預(yù)警信息。

本方法的人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)交換單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)接收終端的集成來實(shí)現(xiàn)其功能的：

1.1 數(shù)據(jù)采集單元

數(shù)據(jù)采集單元主要包括監(jiān)控?cái)z像頭，該攝像頭采用嵌入式操作系統(tǒng)，采用低照度圖像傳感器，支持高清視頻，實(shí)現(xiàn)高清晰圖像的低網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸，支持晝夜監(jiān)控，其主要特點(diǎn)有：支持云臺(tái)控制、支持三碼流技術(shù)、支持無線網(wǎng)絡(luò)和支持語音對講，同時(shí)具備功耗低、發(fā)熱低、延時(shí)短、解析度高的特征。其中，云臺(tái)是安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備，它分為固定和電動(dòng)云臺(tái)兩種。固定云臺(tái)適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺(tái)上安裝好攝像機(jī)后可調(diào)整攝像機(jī)的水平和俯仰的角度，達(dá)到最好的工作姿態(tài)后只要鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu)就可以了。電動(dòng)云臺(tái)適用于對大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。電動(dòng)云臺(tái)高速姿態(tài)是由兩臺(tái)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)接受來自控制器的信號(hào)精確地運(yùn)行定位。在控制信號(hào)的作用下，云臺(tái)上的攝像機(jī)既可自動(dòng)掃描監(jiān)視區(qū)域，也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象。云臺(tái)控制技術(shù)即是利用云臺(tái)來控制攝像機(jī)的拍攝角度和監(jiān)視范圍，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的監(jiān)控。三碼流技術(shù)是指同時(shí)生成三路視頻碼流，每一路視頻流可以分別設(shè)置不同的分辨率、幀率和編碼方式。一路高碼率的碼流用于本地高清存儲(chǔ)，例如H.264/D1編碼；一路低碼率的碼流用于網(wǎng)絡(luò)傳輸，例如D1/CIF編碼；一路超低碼流用于3G/網(wǎng)絡(luò)傳輸，手機(jī)觀看。

1.2 數(shù)據(jù)交換單元

數(shù)據(jù)交換單元用于接收數(shù)據(jù)采集單元捕捉的人臉圖像、視頻數(shù)據(jù)(支持同時(shí)抓拍多人)，并將其通過通信軟件及互聯(lián)網(wǎng)上傳到數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)交換單元例如包括PC機(jī)、筆記本電腦或平板電腦，優(yōu)選其具有高端獨(dú)立顯卡、1Gbps以上內(nèi)存、500Gbps以上硬盤、2Mbps以上寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)置環(huán)境的配置。

1.3 數(shù)據(jù)處理單元

數(shù)據(jù)處理單元主要包括多核和眾核并行服務(wù)器，該并行服務(wù)器通過以神經(jīng)元算法為核心的軟件進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和分析比對，獲取被監(jiān)測管理者多人人臉圖像、視頻和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，分析比對出結(jié)果后，數(shù)據(jù)處理單元將圖像、視頻和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控端的數(shù)據(jù)接收終端上，以便于用戶實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)測管理。數(shù)據(jù)處理單元與數(shù)據(jù)庫相連，該數(shù)據(jù)庫支持同時(shí)檢索多人，從而在遇到多名被監(jiān)測管理者時(shí)，可以并行識(shí)別和比對所有被監(jiān)測管理者。

本方法中人臉圖像、視頻數(shù)據(jù)的處理基于多核和眾核人臉識(shí)別、比對并行計(jì)算辦法實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

1）采集人臉特征數(shù)據(jù)建立模型；在友好的狀態(tài)下，采集n個(gè)人臉的n個(gè)俯仰和左右側(cè)人臉圖像存入數(shù)據(jù)庫，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和自動(dòng)檢測；以及選擇分類器，確定人臉特征點(diǎn)，包括年齡、性別、表情以及色度、飽和度、亮度、明度和灰度等，建立人臉神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；2）利用線性相關(guān)算法和神經(jīng)元算法并行計(jì)算以及自定義的函數(shù)組，計(jì)算出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可視層和每一層隱藏層人臉特征值、特征向量(包括像素的分量)；3）用同樣的算法計(jì)算出比對、識(shí)別者人臉特征值、特征向量；4）將數(shù)據(jù)庫中人臉特征向量與比對、識(shí)別目標(biāo)人臉特征向量相比較，差越小則匹配度越高，反之，則越低。

1.4 數(shù)據(jù)接收終端

數(shù)據(jù)接收終端通常為檢測管理終端、智能手機(jī)或平板電腦，其中智能手機(jī)和平板電腦通常采用Android或IOS操作系統(tǒng)，下載了具有接收、推送圖像、視頻數(shù)據(jù)功能的軟件，優(yōu)選所述數(shù)據(jù)接收終端支持2 G以上內(nèi)存、16 G以上硬盤和無線寬帶。通過數(shù)據(jù)接收終端，本方法的互聯(lián)網(wǎng)人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)可以為用戶提供既時(shí)精確的決策依據(jù)和預(yù)警信息。通過在某小型企業(yè)和小區(qū)小范圍的試用發(fā)現(xiàn)，本方法的人員智能監(jiān)測管理系統(tǒng)分析功能強(qiáng)，智能化程度高，能夠快速且有效地完成目標(biāo)識(shí)別和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的傳達(dá)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)精確的決策和預(yù)警。

2 結(jié)論

1）通過移動(dòng)客戶端監(jiān)控，不受場所、距離限制；

2）既能以錄入數(shù)據(jù)庫內(nèi)的人臉圖像、視頻數(shù)據(jù)信息為主體實(shí)施動(dòng)態(tài)比對、識(shí)別，也能以數(shù)據(jù)庫外人員人臉圖像、視頻數(shù)據(jù)為主體實(shí)施動(dòng)態(tài)比對、識(shí)別，并將比對結(jié)果或監(jiān)測數(shù)據(jù)即時(shí)發(fā)送至客戶終端；

3）數(shù)據(jù)運(yùn)算速度快，分析功能強(qiáng)，智能化程度高，通過調(diào)整配置軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)，為不同用戶的不同監(jiān)測管理需求，制定不同的技術(shù)方案；

4）人工成本低，安防精度高；

5）適用范圍廣，既適用于人口密度大的廣場、車站、碼頭、醫(yī)院、學(xué)校、大型企業(yè)、商業(yè)等場所，也適用于小型企業(yè)、商業(yè)、家庭、辦公室、無人值守的倉庫、大廳、財(cái)務(wù)室、機(jī)房以及車庫等需要小范圍監(jiān)控的場所。

（編輯：劉楠）

Personnel Intelligent M onitoring M anagement System and M anagement M ethod

Geng Dexin
(Jiangsu W ireless Power Plant Co.,Ltd.,Nanjing Jiangsu 210022)

This paper discusses a kind of intelligentmonitoring and management system and managementmethod.Through the image data processed by the data processing unit,the intelligent,dynamic,accurate identification,management and early warningmanagement of targetmonitoring are realized.

personnel intelligentmonitoring;data processing;system

TD621

A

2095-0748(2016)23-0099-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.47

2016-11-18

耿德新（1987—），男，江蘇徐州人，本科，助理工程師，研究方向：智能控制、機(jī)器學(xué)習(xí)、軟件技術(shù)開發(fā)等。